Изучить ip-адресацию и правила назначения ip-адресов

Лабораторная работа № 8
Тема: Протоколы. IP-адресация
Цель работы:

• 
  Изучить эталонную модель протоколов ISO/OSI и стек протоколов TCP/IP;
  
• 
  Изучить IP-адресацию и правила назначения IP-адресов.
  

Методические указания


Протокол – это набор правил, описывающих метод передачи информации по сети. Понятие протокола является исключительно важным для компьютерных сетей. Это связано с тем, что сеть может объединять компьютеры разных типов, работающие под управлением разных операционных систем. Чтобы эти компьютеры могли обмениваться друг с другом информацией, они должны «разговаривать на одном языке», то есть использовать одни и те же протоколы - правила передачи информации по сети.
Стек протоколов TCP/IP является протокольной основой Интернет. Ключевым моментом при этом является IP-адресация.
IP-адрес – это уникальный числовой адрес, однозначно идентифицирующий узел, группу узлов или сеть. IP-адрес имеет длину 4 байта и обычно записывается в виде четырех чисел (так называемых «октетов»), разделенных точками, каждое из которых может принимать значения в диапазоне от 0 до 255, например:
128.10.2.30 - традиционная десятичная форма представления адреса,
10000000 00001010 00000010 00011110 - двоичная форма представления этого же адреса.
Адрес состоит из двух логических частей - номера сети и номера узла в сети. Какая часть адреса относится к номеру сети, а какая к номеру узла, определяется значениями первых битов адреса:

• 
  Если адрес начинается с 0, то сеть относят к классу А, и номер сети занимает один байт, остальные 3 байта интерпретируются как номер узла в сети. Сети класса А имеют номера в диапазоне от 1 до 126. (Номер 0 не используется, а номер 127 зарезервирован для специальных целей). В сетях класса А количество узлов должно быть больше 2¹⁶, но не превышать 2²⁴.
  
• 
  Если первые два бита адреса равны 10, то сеть относится к классу В и является сетью средних размеров с числом узлов 2⁸ - 2¹⁶. В сетях класса В под адрес сети и под адрес узла отводится по 16 битов, то есть по 2 байта.
  
• 
  Если адрес начинается с последовательности 110, то это сеть класса С с числом узлов не больше 2⁸. Под адрес сети отводится 24 бита, а под адрес узла - 8 битов.
  
• 
  Если адрес начинается с последовательности 1110, то он является адресом класса D и обозначает особый, групповой адрес - multicast. Если в пакете в качестве адреса назначения указан адрес класса D, то такой пакет должны получить все узлы, которым присвоен данный адрес.
  
• 
  Если адрес начинается с последовательности 11110, то это адрес класса Е, он зарезервирован для будущих применений.
  

В таблице приведены диапазоны номеров сетей, соответствующих каждому классу сетей.

Класс	Наименьший адрес	Наибольший адрес
A	1.0.0.0	126.0.0.0
B	128.0.0.0	191.255.0.0
C	192.0.1.0	223.255.255.0
D	224.0.0.0	239.255.255.255
E	240.0.0.0	247.255.255.255

В протоколе IP существует несколько соглашений об особой интерпретации IP-адресов:

• 
  если IР-адрес состоит только из двоичных нулей, то он обозначает адрес того узла, который сгенерировал этот пакет;
  

  0 0 0 0 ................................... 0 0 0 0

• 
  если в поле номера сети стоят 0, то по умолчанию считается, что этот узел принадлежит той же самой сети, что и узел, который отправил пакет;
  

  0 0 0 0 .......0 Номер узла

• 
  если все двоичные разряды IP-адреса равны 1, то пакет с таким адресом назначения должен рассылаться всем узлам, находящимся в той же сети, что и источник этого пакета. Такая рассылка называется ограниченным широковещательным сообщением (limited broadcast);
  

  1 1 1 1 .........................................1 1

• 
  если в поле адреса назначения стоят сплошные 1, то пакет, имеющий такой адрес рассылается всем узлам сети с заданным номером. Такая рассылка называется широковещательным сообщением (broadcast);
  

  Номер сети 1111................11

• 
  адрес 127.0.0.1 зарезервирован для организации обратной связи при тестировании работы программного обеспечения узла без реальной отправки пакета по сети. Этот адрес имеет название loopback.
  

Уже упоминавшаяся форма группового IP-адреса - multicast - означает, что данный пакет должен быть доставлен сразу нескольким узлам, которые образуют группу с номером, указанным в поле адреса. Узлы сами идентифицируют себя, то есть определяют, к какой из групп они относятся. Один и тот же узел может входить в несколько групп. Такие сообщения в отличие от широковещательных называются мультивещательными. Групповой адрес не делится на поля номера сети и узла и обрабатывается маршрутизатором особым образом.